溶融溶接シミュレーション事例

２枚のロール状板金の溶融溶接

２枚の板金の端部を接触させて交流電流を流すと、ジュール効果により発熱しますが、その発熱を利用して溶接する溶融溶接を解析しました。
溶融溶接は抵抗溶接と同じ原理で、溶接部位の接触抵抗で発生するジュール熱で溶融接着させる金属接合法です。
２枚の板金を適当な加圧力で接触させ、その接触部位に電流を流して抵抗発熱させます。

解析テーマ ： 溶融溶接のジュール熱の評価解析 (周波数応答解析)

２枚のロール状板金の溶融溶接

解析内容 ： 下図のように２枚の板金の端部を接触させ、その部分に交流電流を流すと、ジュール効果により発熱します。

その発熱を利用して溶接する溶融溶接を解析しました。
交流電流では逆起電圧による逆向きの電流が発生して相殺されるため、実際の電流値はその分小さくなります。

解析ツール ： 磁界解析ソフトウェア F-MAG

溶融溶接概念図 ：

溶融溶接

溶融溶接のモデル化

※ ケーブルの太さは実際にはかなり細いと想定されますが、今回は簡易解析のため、太くしました。

※ 板金も今回は簡易解析のため、　側面の計算結果が見やすいように厚くしました。

メッシュモデル

空気を含むメッシュモデル外観図

板金とケーブルのメッシュモデル外観図

電源ケーブルへの電圧および周波数

電流密度分布コンター図 (単位： A/m²)

電流密度ベクトル線図 (単位：A/m2)

磁束密度分布コンター図 (単位：T)

磁束密度ベクトル線図 (単位：T)

この評価解析は磁界解析ソフトウェア F-MAG で行いました。

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